Hindistan’ın uzay görevinden elde edilen veriler, Ay’ın bir zamanlar erimiş kaya okyanusuyla kaplı olduğunu gösteriyor

Hindistan’ın son verilerine göre Chandrayaan-3 görevi erimiş kaya okyanusunun bir zamanlar ayı kapladığı fikrini destekliyor. Görevdeki bilim insanları yeni bulgularını yayınladılar Nature dergisinde.

23 Ağustos 2023’te Vikram adlı bir iniş aracı başarıyla ay yüzeyine indi. Kontrolörler daha sonra Vikram’a yerleştirilmiş olan Pragyan adlı bir geziciyi konuşlandırdı iniş alanını keşfedin.

Vikram’ın iniş yaptığı yer, daha önce Ay’da bulunan diğer tüm iniş araçlarından daha güneydeydi. Bilim insanlarına, henüz örneklenmemiş Ay’ın jeolojisi hakkında bir fikir verdi.

Pragyan’ın ölçümleri, iniş aracını çevreleyen ay toprağındaki (veya regolit) kimyasal elementlerin belirli karışımının nispeten tekdüze olduğunu buldu. Bu regolit, esas olarak beyaz kaya türünden oluşuyordu ferroan anortozit.

Bilim insanları, Ay’ın güney kutbu regolitinin kimyasal bileşiminin, Ay’ın ekvator bölgesindeki iki yerden alınan örneklerle ABD’deki astronotlar tarafından toplanan örnekler arasında olduğunu söylüyor. 1972’de Apollo 16 uçuşuve aynı yıl Sovyetler Birliği tarafından gerçekleştirilen robotik Luna-20 misyonuyla Dünya’ya geri gönderilenler.

Ay’ın çok uzak coğrafi bölgelerinden gelmelerine rağmen, tüm bu örneklerin kimyasal bileşimlerindeki genel benzerlik, Ay’ın erken dönemlerinde tek bir magma okyanusunun onu kapladığı fikrini desteklemektedir.

Ay’ın, Mars büyüklüğünde bir gezegenin Dünya’ya çarpmasıyla oluştuğu ve daha sonra gezegenimizin tek uydusunu oluşturmak üzere birleşen kayaları fırlattığı düşünülmektedir. Ay’ın magma okyanusunun, oluşumundan itibaren on milyonlarca veya yüz milyonlarca yıl sonrasına kadar mevcut olduğu düşünülmektedir.

Bu magma okyanusunun soğuması ve kristalleşmesi, sonunda Ay’ın kabuğunu oluşturan ferroan anortozit kayaçlarının oluşmasına yol açtı.

Yörünge ölçümleri

Jeolojik olarak, ay yaylalarının kısmen eski ay kabuğunu temsil ettiği düşünülmektedir. Chandrayaan-3, Apollo 16 ve Luna 20’nin hepsi yayla bölgelerine indi ve bu da karşılaştırmalara olanak sağladı. Bu nedenle, ayın sıvı kayadan oluşan küresel bir okyanusla kaplı olduğu teorisinin tahminlerini test etme fırsatı sundu – buna Ay’ın ay magma okyanusu (LMO) modeli.

Yazarlar, ölçümlerinin, gezicinin çalıştığı birkaç on metrelik alanda ay yüzeyinin bileşimindeki tekdüzeliği nasıl gösterdiğini vurguluyor.

Bu tür “yer-gerçek” ölçümler, yörüngedeki uzay araçları tarafından yapılan gözlemleri yorumlamak için çok önemlidir. Örneğin, yazarlar bu sonuçları iki önceki Hint ay görevinden alınan verilerle karşılaştırdı, Çandrayaan-1 Ve -2Her ikisi de yörüngeden ay yüzeyini ölçtüler.

Bu erken uzay aracı ölçümleri ile Pragyan gezgini tarafından yapılan ölçümler arasındaki tutarlılık, yörünge veri kümelerine yeni bir güven veriyor. Yörünge verileri, bu bölgedeki ay yüzeyinin birkaç kilometrelik bir alan üzerinde kimyasal bileşiminin tekdüze olduğunu gösteriyor.

Bu ölçümler yorumlama söz konusu olduğunda da paha biçilmezdir Ay meteorlarıBunlar, bir uzay kayasının Ay’a çarpması sonucu Ay yüzeyinden uzaya fırlatılan kaya örnekleridir.

Bu kaya parçaları daha sonra Dünya atmosferine girebilir ve hatta bazıları yere bile düşebilir. Bunlar harika örneklerdir, çünkü ayın farklı yerlerinden rastgele fırlatılmaları, önceki görevlerde ziyaret edilmeyen alanlardan örnekler almamız anlamına gelir.

Ancak, tam da bu rastgele örnekleme modu nedeniyle, bunların Ay’ın neresinden geldiğini bilmek zor ve bu da onları uygun bağlamlarına yerleştirmemizi engelliyor. Bu nedenle, Pragyan gezgini ölçümleri, Ay’ın farklı bölgelerinin nasıl göründüğüne ve meteorit örneklerimizin nasıl karşılaştırıldığına dair bir resim oluşturmamıza yardımcı oluyor.

Yakın ve uzak taraf

Ay magma okyanusu modeli ilk olarak, örneklerin geri dönmesinin ardından tasarlandı. Apollo 11 görevi. Bu görev, koyu bazaltik kayaların hakim olduğu bir alana indi (İzlanda veya Hawaii’deki volkanların ürettiği maddeyi düşünün). Ancak o zamanki araştırmacılar, Apollo 11 topraklarının ayrıca, ferroan anortozit adı verilen mineral anortit açısından zengin beyaz kaya parçaları içerdiğini fark ettiler.

Bu gözlem, beyaz kayanın orijinal, antik ay kabuğunun minik parçalarını temsil ettiği önerisine yol açtı. Magma okyanusu soğudukça, olivin ve piroksen gibi daha yoğun mineraller manto adı verilen daha derin bir tabaka oluşturmak için battı, ferroan anortozit ise -çevreleyen magmadan daha az yoğun olduğu için- ayın ilk kabuğunu oluşturmak için yüzdü.

Orijinal ay magma okyanusu modelleri önerildiğinden beri, ay örnekleri ve ayın jeolojik gözlemleri ile ilgili ek karmaşıklıkları açıklamak için çeşitli önerilerde bulunuldu; örneğin, ayın yakın tarafındaki kabuğun uzak tarafındakinden çok daha ince görünmesi gibi.

Aynı şekilde, yakın tarafın neden bu kadar çok volkanik aktiviteye maruz kaldığı ve bunun sonucunda koyu bazalt kayalardan oluşan geniş ovalarla kaplı olduğu, uzak tarafın ise daha çok ferroan anortozitten oluştuğu tam olarak belli değil.

Bu sorunları ele almaya çalışırken, araştırmacılar ay kabuğunun nasıl oluştuğunu ve daha sonra volkanik patlamalar ve çarpma kraterleri tarafından nasıl değiştirildiğini açıklamak için ayrıntılı modeller geliştirdiler. Bazı modeller, ay kabuğunda birden fazla katman olduğunu, en üstte ferroan anortozit kayaları ve altta daha fazla magnezyum açısından zengin kayalar olduğunu öngördü.

İlginçtir ki, bu çalışmada ölçülen bileşim, eski ay kabuklarını oluşturduğu düşünülen saf ferroan anortozitten beklenen şey değildir. Bunun yerine, daha fazla magnezyum içerir.

Bu gözlem, orijinal ay magma okyanusu modellerinin önerdiğinden daha yüksek bir konsantrasyonda ay kabuğunda belirli minerallerin olduğunu gösteriyor. Yazarlar, ölçümlerinin, eski ay kabuğunu oluşturan ferroan anortozit kayasının karışık bir bileşimini ve daha fazla magnezyum açısından zengin kayaların alt katmanlarından gelen malzemeyi temsil edebileceğini öne sürüyorlar.

Bu farklı malzeme katmanları, Ay’daki çarpma kraterleri sırasında malzemenin kazılmasıyla karışmış olurdu. Özellikle, Chandrayaan-3 iniş alanı muhtemelen sözde kraterden fırlatılan yaklaşık 1,5-2 km’lik kaya ile kaplı olurdu. “Güney Kutbu-Aitken” etki havzası—Ay’ın erken dönemlerinde meydana gelen muazzam bir çarpma sonucu oluştuğu düşünülen, yüzeyde 2.500 km çapında bir çukurluk.

Daha sonraki çarpma kraterleri bu malzemeyi daha da karıştırmış ve dağıtmış olmalı, bu da bu çalışmada Chandrayaan-3 misyonu tarafından ölçülen kimyasal imzanın ortaya çıkmasıyla sonuçlanmış olmalı.

Bu makale şu kaynaktan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Oku orijinal makale.